Способ сейсмической разведки

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИК 51)4 С О 1 Ч 1/О КОМИТЕТ СССРЕНИЙ И ОТКРЫТИИ ГОСУДАРСТВЕННЫПО ДЕЛАМ ИЗОБ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ ТЕЛЬСТВ 990/31-251.877.88. Бюл. Витут физики 3мидта(21) 418 (22) 27, (46) 07. (71) Инс в среде монохроматических пакетов сейсмических волн и регистрацию отклика на поверхности средь, вибраторы устанавливают, исходя из заданной глубины разведки Н, на расстоянии 1 = Н/2 друг от друга, частоту работы одного вибратора выбирают исходя из соотношения Гееррс/ВН, где с - известная скорость распространения продольной волны в интервале глубин О-Н, м; 6 - не зависящий от частоты.декремент затухания, разность частот работы вибраторов задают исходя иэ соотношения ьГ(0,1- - 0,2)Епп, частоту работы второго вибратора определяют по формуле нигер Верам Ьйф измеряют амплитуду и направление прихода нелинейно рассеянной в среде волны раэностной частоты и по полученной информа-. ции выделяют изучаемую нелинейную глубинную зону. 1 ил. им. ОВ.Николаев(54) СПОСОБ СЕЙСМИЧ (57) Изобретение о ти разведочной геоф повышение экономич ности разведки. По просвечивания Земл вибровозбупдение д носится к обласизики. Цель -ости и детальспособу вибро, использующемуумя вибраторами(56) Шнеерсон М.Б., МайороНаземная сейсморазведка сными источниками колебанийНедра, 1980, с. 43-62.Авторское свидетельств9 894634, кл. С О 1 Ч 1/00 1408397 АИзобретение относится к вибрацконной сейсморазведке, использующей в качестве возбудителей упругих колебанийсреды сейсмические вибра 5 торы, работающие в монохроматическом режиме, и может быть использовано в целях разведки и изучения структурно невыраженных месторождений полезных ископаемых, в особенности нефти 10 и газа.Цель изобретения - повышение экономичности и детальности разведки,На чертеже схематически показано проведение способа. 15В способе используются вибраторы 1,1-1.2 и 2,1-2.2, установленные на поверхности 3 среды и излучающие непрерывные дуги вопи с частотами Г, а Для определенности, , есть 20 иию а- Гекн. В областЯх 4.1 и 4.2 взаимодействия на нелинейности изучаемых горных пород генерируется волна разностной частоты Ь Г, которая переизлучается в окружающее пространство и регистрируется приемной системой 5. По амплитуде и характеристикам пространственного распределения регистрируемой волны разностной частоты судят о Физических свой ствах зоны взаимодействия, величине ее параметра нелинейности и его распределении в пределах зоны. Эта инФормация может быть напрямую проинтерпретирована геологически. 35Если последовательно увеличивать расстояние между вибраторами (снача,ла положение вибраторов 1.1 и 2.1, .а затем " вибраторов 1.2 и 2.2) при сохранении их симметрии относитель но оси 6., то изучение волны разностной частоты, регистрируемое на поверхности, Формируется на каждом последующем шаге в области среды, .расположенной глубже, чем на предыдущем (соответственно области 4.1 и 4,2), согласно формуле Н = 21., где 1. - расстояние между вибраторами, Н - глубина центра изучаемой области среды. Кроме того, растет охват50 среды по горизонтали. Таким образом, описанная методика обеспечивает проведение дистанционного зондирования нелинейных свойств среды по глубине, что позволяет оконтуривать55 границы возможной нефтегазоносной залежи или иной зоны с аномальными нелинейными упругими характеристиками, к которой могут быть приурочены полезные ископаемые, Для проведения аналогичных исследований на соседнем участке вибраторы вместе с приемной системой перемещаются на соседний профиль и вся работа повторяется.Вибраторы при каждом фиксированном разносе между ними одновременно в виде длинных пугов излучают одинаковые типы волн (используются отдельно продольные или поперечные волны), которые взаимодействуют очень эффективно, Частоты работы вибраторов фиксируются и равняются РРкн (или Х) и Гни н (или 1, ). Приемную систему располагают так, чтобы регистрация велась на длинном профиле как в пространстве между вибраторами, так и во внешнем пространстве, Сейсмические волны от каждого вибратора в виде достаточно узких пучков распространяются в среде под некоторым углом друг к другу.В области пересечения пучков волны взаимодействуют, порождая в этой области комбинационные волны раэностной частоты ДГ =;ьюкн нижн торые переизлучаются в различных направлениях, в том числе в сторону поверхности среды, и регистрируются приемной системой. Использование длинных сеансов возбуждения обеспечивает уверенную регистрацию на поверхности, образовавшейся в среде за счет нелинейного взаимодействия волн, излучаемых вибраторами, волны разностной частоты и избавляет от необходимости установки специального вибратора для ее усиления. Поскольку регистрация ведется на разностной частоте, отличной от частот изуче-, ния вибраторов,.это обеспечивает высокую помехоустойчивость способа.Эффективность нелинейного взаимодействия в области пересечения зависит от величины параметра физической нелинейности слагающих эту область горных пород. Величина эффективного параметра нелинейности существенно зависит от особенностей физического строения породы и наличия в ней примесей газообразной фазы, например, параметр нелинейности высок в пористых трещиноввтых средах, а также в средах, содержащих флюид, насыщенный пузырьками растворенного газа. По этой причине аномальная нелинейность отличает области среды, содержащие скопления уг 3 14 леводородов - нефти и сопутствующего газа (трещиноватые и пористые коллекторы): такие области при облучении их упругими полями вибраторов ответственны за образование интенсивных комбинационных волн разностной частоты.Кроме того, такие области среды не всегда обладают структурной выраженностью, идентифицируемой обычными кинематическими методами сейсморазведки, и, следовательно, их выделение такими методами не всегда возможно, однако они могут быть достаточно уверенно идентифицированы как аномалии параметра физической нелинейности. Этот параметр является той физической и геологической характеристикой исследуемой зоны земной коры, которая может быть количественно определена в результате выполнения поисковых работ по предлагаемому способу,Интенсивность комбинационной волны разностной частоты, образовавшейся в нелинейной области, определяется по формуле2Р ГГ 1 сл4 С30 Н - 1/ с,(2) 083974с поверхности. Кроме того, эффективность излучения волны разностнойчастоты пропорциональна амплитудевоздействия вибраторов к частотам5изучаемых ими волн,Выбор входящих в формулу изобретения характерных числовых величинпроводится следующим образом.Заранее известна глубина Н, накоторой надо изучить строение средыПри применении сферически расходящихся волн от вибраторов при расстоянииЕ между ними зона эффективного взаи 15 модействия локализуется на глубине,приблизительно равной 2 Е, откуда призаданной глубине разведки Н расстояние между. вибраторами следует выбирать равным Н/2,20 Излучаемые вибраторами первичныеволны имеют достаточно высокую амплитуду до глубин порядка длины затухания наиболее высокочастотной из них.Длина затухания выражается соотноше 25 нием 1 = 1/К, где К - коэффициентзатухания. Следовательно, глубинаразведки Н должна удовлетворять усло- вию(Р и сс - модуль сдвига среды искорость распространенияв ней поперечных волн, ки Ке - расстояния от вибраторовдо точек области взаимодействия. волн;В - некоторый размерный мно 45житель, описывающий диаграмму направленности возникающего излучения волны разностной частоты;К и- параметр нелинейностиобласти взаимодействияи ее объем.Из выражения (1) видно, что амплитуда волны разностной частоты пропорциональна величине параметра нелинейности изучаемой области и ее объему, Большие по размерам и аномальные по нелинейным свойствам области могут уверенно обнаруживаться сВерхи 6 Н(4) 55Величины с и Н в (4) заранее известны, а декремент затухания от частоты не зависит, поэтому по форму ле (4) находят необходимый диапазон,амплитуда смещения волныразностной частоты;амплитуда усилия, развиваемого вибраторами; где а, - коэффициент затухания волныот наиболее высокочастотного вибратора,Поскольку 6 = Ы 1,. где 1 - длина волны на частоте Грк, а 8 - декремент затухания, используя (2) по- лучают 6 1/н =н, (3) Вверх н Здесь также использовано соотноше ние Я = с/веркн где с - средняя скорость распространения продольной волны в интересующем нас интервале глубин, поэтому для того, чтобы глубина Н была не больше длины затухания волны от высокочастотного вибратора, необходимо (см. (3, чтобы Г ркн удовлетворяла неравенст- ву